بررسي تأثير دماي كلسينه شدن و زمان واكنش در خواص نانوذرات سولفيد كادميوم تهيه‌شده به‌روش سل‌ـ‌ژل

Effect of Calcination Temperature and Reaction Time on the Properties of CdS Nanoparticles Prepared by Sol-Gel Method

در اين پژوهش نانوذرات سولفيد كادميوم (CdS) به روش شيميايي سل‌ـ‌ژل تهيه شده است. پس از دست‌‌يابي به‌‌روش سنتز مناسب و بهينه‌‌سازي آن، به منظور بررسي زمان واكنش بر خواص اين نانوذرات، سه نمونۀ مجزا با سه زمان واكنش متفاوت 60 و 100 و 140 دقيقه ساخته شد و تحت بررسي آزمون XRD قرار گرفت. با توجه به نتايج، نمونه داراي زمان واكنش 140 دقيقه بهترين نمونه قلمداد شد. سپس نمونه‌هايي با زمان واكنش 140 دقيقه با شرايط يكسان در دماهاي كلسينۀ مختلف 500، 600، 700 و 800 درجۀ سلسيوس تهيه شد. پس از تهيۀ نمونه‌ها، اندازۀ ذرات و ريخت آ‌‌ن‌ها با يكديگر مقايسه شد. پودرهاي حاصل به ‌وسيلۀ روش‌هاي XRD و SEM و EDS مشخصه‌يابي شدند. ريخت‌‌شناسي پودر و بررسي عنصري به‌‌وسيلۀ ميكروسكوپ الكتروني روبشي و ساختار بلوري به‌‌وسيلۀ پراش اشعۀ ايكس بررسي شد. تحليل پراش اشعۀ ايكس نشان داد كه خلوص نانوذرات سولفيد كادميوم و بلورينگي آن و اندازۀ بلورك‌‌ها با افزايش دماي كلسينه شدن افزايش يافته و قله‌هاي الگوي پراش قوي‌تر شده است، كه پيش‌بيني مي‌شد. همچنين، ساختار نانوذرات، هگزاگونال تشخيص داده شد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي شكل كروي نانوذرات را نشان داد و ميانگين اندازۀ نانو ذرات با افزايش دما روند افزايشي داشت و در بيشترين حالت 67 نانومتر بود. نتايج EDS نيز درصد اتمي و درصد وزني صحيحي را نشان داد.

In this research, cadmium sulphide (CdS) nanoparticles were prepared by sol-gel chemical method. After reaching the appropriate synthesis method, the reaction time of these nanoparticles were studied. Three samples were synthesized with different reaction times of 60, 100 and 140 minutes, and analyzed with X-ray diffraction (XRD). According to the results, the sample with the reaction time of 140 minutes was recognized as the best sample. These samples (with a reaction time of 140 min) are calcinated at temperatures 500, 600, 700 and 800˚C and their properties are compared. Scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) were used for characterization of the samples. SEM and XRD were used to investigate the morphology and crystal structures. X-ray diffraction results showed that the purity of cadmium sulfide nanoparticles and their crystallinity and the size of crystallites were increased with increasing calcination temperature and stronger scattering pattern peaks, which was predictable. The structure of nanoparticles was also hexagonal. The SEM images depicted the spherical shape of nanoparticles. It also measured the average size of nanoparticles about 67nm, which was increased with increasing temperature. The EDS results also showed the atomic percentage and the weight percentage correctly.